[發明專利]一種基于數字孿生的可視化電力系統機房監控系統和方法

在審

• 申請號: 201910379544.6
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110083119A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 莊嶺;滕愛國;宋滸;王翀;王鵬飛;張震;吳立剛;韓濤
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司信息通信分公司;國網江蘇省電力有限公司;安徽繼遠軟件有限公司;國網信息通信產業集團有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G06T17/00
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

本發明的一種基于數字孿生的可視化電力系統機房監控系統，用于管理至少一個機房，并適用于整個多個部門主體機房，以管控一個公司主體或跨公司主體的監控系統，包括：機房可視化構建存儲模塊，該機房可視化構建存儲模塊提供至少一個用戶輸入與上述多個機房相關的機房信息，每一個機房信息對應一個部門主體，該機房信息包括與機房現場按照比例換算的電力機房仿真平臺。本發明通過以電力機房設備的三維可視化數據作為參考對象，組建高集成度和融合度的數字孿生模型，實現設備的運行故障預測，減少設備故障發生的可能，提高機房安全的應變能力。

技術領域

本發明屬于設備智能化與數字化技術領域，具體涉及一種基于數字孿生的可視化電力系統機房監控系統和方法。

背景技術

數字孿生是指充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數據，集成多學科、多尺度的仿真過程，其作為虛擬空間中對實體產品的鏡像，反映了相對應物理實體產品的全生命周期過程。

數字孿生的實質是通過創建物理實體的孿生模型，并以孿生模型為基本模型進行仿真，實時反映物理實體的真實運行狀況，并通過孿生模型的反饋調節物理實體的運行參數，達到優化的作用。孿生模型具有兩個顯著的特點：孿生模型與其所要反映的對象在外表(幾何尺寸與形狀)、內容(結構組成及其宏觀/微觀物理特性)和性質(功能與性能)上基本相同；允許通過仿真等方式來鏡像/反映真實的運行狀況/狀態。

現階段的數字孿生在實際應用過程中仍存很多問題和不足，如：缺乏系統的數字孿生理論/技術支撐和應用準則指導；數字孿生驅動的應用產生的比較優勢不明；在產品生命周期各階段的應用不全面，針對國內業務多數據量大的電力行業，當前缺乏引入數字孿生技術應用的研究分析。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于數字孿生的可視化電力系統機房監控系統，用于管理至少一個機房，并適用于整個多個部門主體機房，以管控一個公司主體或跨公司主體的監控系統，包括：

機房可視化構建存儲模塊，該機房可視化構建存儲模塊提供至少一個用戶輸入與上述多個機房相關的機房信息，每一個機房信息對應一個部門主體，該機房信息包括與機房現場按照比例換算的電力機房仿真平臺；

可視化電力機房控制模塊，用于接收電力機房現場設備與電力機房仿真平臺的現場實際運行數據，同時用于接收各種傳感器采集的實時數據；用于實現電力機房的可視化透明監控，通過電力機房三維仿真智能，關聯機房內虛擬模型和實務模型，通過下傳控制指令與機房內的數據采集，實現電力機房可視化展示；

通訊模塊，用于建立電力機房實物設備，機房可視化構建存儲模塊、可視化電力機房控制模塊之間的通信網絡。

作為上述方案的進一步優化，所述機房可視化構建存儲模塊包括搭建電力機房仿真平臺和實現電力機房可視化模塊，其中，搭建電力機房仿真平臺包括如下步驟：

(11)基于電力機房實物，虛擬模型與實物模型的關聯，利用仿真軟件對電力機房進行數字化建模，基于Digital Twin技術，建立上行信息通道和下行指令通道，構建可視化電力機房；基于軟、硬PLC的通訊以及軟、硬PLC異步周期同步，進行可視化電力機房控制；

(12)基于電力機房設備及其布局情況，對電力機房設備進行三維建模，動件與不動件分類建模，在三維可視化平臺上進行整線虛擬裝配，構建電力機房的靜態建模；

(13)基于電力機房內的設備和設備的控制動作，編制機房內的設備的控制腳本，實現機房的遠程控制運行。實現電力系統機房的全視角、跨粒度監控，針對機房內突發事件的響應處理，進行機房內設備各類性能分析與執行優化。

作為上述方案的進一步優化，步驟(12)構建電力機房的靜態建模中：